JP6022313B2 - レンズ鏡筒のレンズバリア機構 - Google Patents
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レンズバリア機構は、前端レンズ支持枠の前端部に支持されかつバリア開口を有するバリア支持部材と、バリア支持部材に対してバリア開口を閉じる閉位置とバリア開口を開く開位置との間を相対回転可能なバリア羽根と、バリア羽根を閉位置に向けて回転付勢するバリア付勢バネと、バリア羽根が閉位置に回転するのを許容する回転許容位置及びバリア羽根をバリア付勢バネの付勢力に抗して開位置に回転させる強制開放位置に回転可能なバリア駆動部材と、バリア駆動部材を強制開放位置に向けて回転付勢しかつバリア付勢バネより付勢力が大きい駆動部材付勢バネと、を備えている。さらにバリア付勢バネは、捻りコイルバネにより構成し、そのコイル部をバリア支持部材に突設したバリア支持軸に取り付け(コイル部の内部にバリア支持軸を挿入し)、かつコイルの一端から突出する係止部をバリア支持部材に係止しコイル部の他端から突出する係止部をバリア羽根に係止するのが一般的である。一方、駆動部材付勢バネは、コイルバネからなる引張バネにより構成し、かつバリア支持部材の(バリア開口より外周側に位置する)外周側部分と対向させた状態で一端をバリア支持部材に係止し他端をバリア駆動部材に係止するのが一般的である。
レンズ鏡筒が沈胴位置にあるときに回転駆動手段の駆動力によってカム環を一方向に回転させると、レンズ鏡筒は撮影位置(伸張状態)に移行し、カム環のカム溝とカム突起の係合関係に従って前端レンズ支持枠が前方に移動する。さらにカム環の上記一部がバリア駆動部材との係合を解除するので、駆動部材付勢バネの付勢力によってバリア駆動部材が強制開放位置に回転し、バリアが開位置まで回転してバリア開口を開放する。
一方、レンズ鏡筒が撮影位置にあるときに回転駆動手段の駆動力によってカム環を上記一方向と反対側に逆転させると、レンズ鏡筒は沈胴位置に移動復帰する。するとカム溝とカム突起の係合関係に従って前端レンズ支持枠が後方(初期位置)に移動し、さらにカム環の上記一部がバリア駆動部材と再び係合してバリア駆動部材を回転許容位置に戻すので、バリア羽根はバリア付勢バネの付勢力によって閉位置に復帰する。
バリア付勢バネは、バリア駆動部材が回転許容位置に位置する状態で、コイル部の他端から突出する係止部をバリア羽根に係止したときに、(バリア羽根によってバリア開口を確実に閉じるのに必要な程度の)大きな付勢力を発生する必要がある。
そのため(バリア駆動部材を回転許容位置に位置させた上で)コイル部を捻りながらコイル部の他端から突出する係止部をバリア羽根に係止する作業を手作業で行うのは容易でなく、作業者の負担が大きかった。
そして、第二係止部が組立領域と係合するときのバリア付勢バネの閉方向付勢力が、第二係止部が開閉領域と係合するときの閉方向付勢力より小さくなるように、バネ制御カム面の形状を設定している。そのためバリア付勢バネによってバリア羽根を閉位置に向けて強い力で付勢可能とした場合(バリア駆動部材が回転許容位置と強制開放位置の間に位置するときのバリア付勢バネの付勢力を大きくした場合)においても、バリア付勢バネをバリア羽根とバリア駆動部材に簡単に装着可能である。
本実施形態のレンズ鏡筒10はカメラボディCB(図1〜図3の仮想線参照)に取り付けたものである。レンズ鏡筒10は全体がカメラボディCB内に収納される沈胴位置(図1の位置)から前方に伸張することにより、カメラボディCBの前面に形成した開口を通じてカメラボディCBの前方に突出するワイド端位置(図2の位置)を経てテレ端位置(図3の位置)まで伸張可能である。
図1〜図4に示すようにレンズ鏡筒10は多数の構成部材を具備する構造であるが、以下の説明では本発明の要部であるレンズバリア機構65及びその他の主要部材(レンズバリア機構65の動作と関係のある部材など)についてのみ説明し、その他の部材についての説明は省略する。
レンズ鏡筒10は第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、及び第4レンズ群L4を備えるレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒10は、二部材からなりかつカメラボディCBに対して固定された固定環11を備えている。固定環11には、撮像素子12とモータ14(図4参照)が固定してある。固定環11の前方には、モータ14と(その他の部材を介して間接的に)連係するカム環15が設けてあり、カム環15の前端部には駆動部材制御突起15aが前向きに突設してある。
第1レンズ群L1(前端レンズ)を固定状態で支持した1群枠20は、その内周面に固定したカム突起がカム環15の外周面に形成したカム溝と連係している。さらに1群枠20の外周面には円筒形状のカバー環22が相対回転を規制した状態で装着してあり、直進案内環21がカバー環22を直進案内している。そのためモータ14の駆動力によってカム環15が前方に移動しながら回転すると、カバー環22及び1群枠20はカム環15の回転動作に連動して固定環11に対して前後方向に進退する。
レンズバリア機構65は、カバー環22の前端部に対して自身の周縁部を固定したバリア支持部材66を有している。樹脂からなる(金属製とすることも可能)からなるバリア支持部材66の中央部には、略矩形のバリア開口67が貫通孔として形成してある(図1〜図3に示した第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、及び第4レンズ群L4の光軸がバリア開口67の中心を通っている)。バリア支持部材66の後面には円柱状をなす2つのバリア支持軸68が、周方向に180°離間した状態で後ろ向きに突設してある。さらにバリア支持部材66の後面には、各バリア支持軸68の近傍に位置する2つのバリア支持軸69と2つの駆動部材付勢バネ係止用突起70が、それぞれ周方向に180°離間した状態で後ろ向きに突設してある。
上側に位置する第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は互いに連係し、下側に位置する第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は互いに連係している。具体的には、上側及び下側の第一バリア羽根73が図11、12等に示す閉位置に位置すると、第一バリア羽根73の外周面の回転中心孔近傍部が連係突起74bと係合しながら第二バリア羽根74を閉位置(図11、12等の位置)に位置させ、さらに第二バリア羽根74の連係凹部74aが連係突起75aと係合しながら第三バリア羽根75を閉位置(図11、12等の位置)に位置させる。一方、上側及び下側の第一バリア羽根73が図13、14等に示す開位置に移動すると、第一バリア羽根73の外周面が押圧突起74cと係合しながら第二バリア羽根74を開位置(図13、14等の位置)に移動させ、さらに第二バリア羽根74の外周面が押圧突起75bと係合しながら第三バリア羽根75を開位置(図13、14等の位置)に位置させる。上側及び下側の第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75が閉位置に位置すると、バリア支持部材66のバリア開口67が上側及び下側の第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75によって完全に塞がれ、上側及び下側の第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75が開位置に位置すると、バリア支持部材66のバリア開口67が開放される。
バリア駆動部材78はバリア支持部材66の後面に対して光軸回りに相対回転可能に支持してある。バリア支持部材66とバリア駆動部材78の間には第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75を位置させるための空間が形成してあり、一対のバリア連係凹部82に対して第一バリア羽根73の対応する被押圧突起73cがそれぞれ遊嵌している。バリア駆動部材78はバリア支持部材66に対して、図14(a)に示す組立位置と、図12及び図21(a)に示す強制開放位置との間を相対回転可能である。またバリア駆動部材78は、図14(a)に示す組立位置から図12及び図21(a)に示す強制開放位置へ回転するときに、組立位置から僅かに回転した位置である図17(a)に示す収納完了位置と、図17(a)に示す収納完了位置から僅かに回転した位置である図19(a)に示す回転許容位置と、を通過する。バリア駆動部材78が収納完了位置に位置するときはバリア連係凹部82の内面が被押圧突起73cから離間するので(図18参照)、バリア駆動部材78から第一バリア羽根73に力は及ばず、バリア駆動部材78が回転許容位置に移動したときにバリア連係凹部82の内面に被押圧突起73cが接触する(図20参照)。一方、図22に示すように、バリア駆動部材78が強制開放位置に位置するときは、バリア連係凹部82の内面が被押圧突起73cに係合するので(バリア連係凹部82から被押圧突73cに回転力が伝わるので)、第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は開位置に位置する。
一対のバリア付勢バネ85は、コイル部86をバリア支持軸69に対して相対回転可能に取り付けて、さらに第二係止部88の係止突片88aをバリア駆動部材78の組立領域83a(のバネ制御カム面84)の端部(収納時係合領域83bと反対側の端部)に対して係止することによりコイル部86を自由状態とした状態でバリア駆動部材78に対して仮止めする。
一対の駆動部材付勢バネ95は金属製の引張バネであり、円筒状のコイル部96と、コイル部96の両端からそれぞれ突出する第一係止部97及び第二係止部98と、を具備している。
一対の駆動部材付勢バネ95はバリア支持部材66の(バリア開口67の外周側に位置する)外周側部分と前後方向に対向させた状態で配設してあり、第一係止部97をバリア支持部材66の対応する駆動部材付勢バネ係止用突起70に対して係止することによりコイル部96を自由状態とした状態でバリア支持部材66に対して仮止めする。
図6、図14、及び図15は上記の仮止め状態を示しており、このときバリア駆動部材78は図14(a)に示す組立位置に位置しており、第一係止部87と第二係止部88がなす角度は142°(コイル部86のチャージ角は0°)である(図15、図23参照)。
まずは図7に示すように、図6の状態から第一係止部87を第二係止部88から離間する方向(図6、図7の時計方向)に回転させることによりコイル部86を自由状態から弾性変形させて、第一係止部87を第一バリア羽根73のバネ掛け凹部73bに対して係止させる(図17参照)。このときの第一係止部87と第二係止部88がなす角度は183°であり、コイル部86のチャージ角は41.0°である。
さらに図8に示すように、図7の状態からバリア駆動部材78を図7、8の時計方向に回転させて、収納完了位置及び回転許容位置を経た後に強制開放位置まで移動させると、係止突片88aが組立領域83a(のバネ制御カム面84)及び収納時係合領域83b(のバネ制御カム面84)をスライドしながら通過した後に撮影時係合領域83c(のバネ制御カム面84)に係合し、さらに駆動部材付勢バネ95の第二係止部98に対してバネ係止突起80が接近する(図9、図21、図22参照)。
最後に、図9に示すようにコイル部96を自由状態から伸張させて第二係止部98をバネ係止突起80に係止させる。
このようにしてバリア付勢バネ85及び駆動部材付勢バネ95をレンズバリア機構65に対して完全に装着した後に、バリア駆動部材78を収納完了位置と強制開放位置の間のいずれかの位置に位置させると、第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は一対のバリア付勢バネ85の付勢力によって閉位置に移動しようとする。そのためバリア駆動部材78が収納完了位置又は回転許容位置に位置するときは、各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75はバリア付勢バネ85の付勢力である閉方向付勢力によって閉位置に位置する。一方、一対の駆動部材付勢バネ95のコイル部96が自由状態から伸びた状態になるので、各駆動部材付勢バネ95はバリア駆動部材78を一方向に回転させる方向の付勢力を発生する。各駆動部材付勢バネ95が発生する付勢力はバリア駆動部材78を強制開放位置に回転させる方向であり、かつ(バリア付勢バネ85及び駆動部材付勢バネ95をレンズバリア機構65に対して完全に装着した後の)各駆動部材付勢バネ95の付勢力は各バリア付勢バネ85が発生する上記閉方向付勢力より常に大きい。そのためバリア駆動部材78に対して駆動部材付勢バネ95以外の外力を及ぼさないとき(かつ第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75に対してバリア付勢バネ85以外の付勢力を及ぼさないとき)、バリア駆動部材78は強制開放位置に位置しかつ各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は開位置に位置する。
レンズ鏡筒10が沈胴位置(図1の位置)に位置するとき、カメラボディCBの内部に位置するカム環15の駆動部材制御突起15aがバリア駆動部材78のカム環連係突起81と係合して、バリア駆動部材78を駆動部材付勢バネ95の付勢力に抗して収納完了位置に保持する。そのため各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75がバリア付勢バネ85の閉方向付勢力によって閉位置に位置し、各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75によってバリア支持部材66のバリア開口67が塞がれる。このとき第二係止部88の係止突片88aは収納時係合領域83b(のバネ制御カム面84)の中央部と係合しており、第一係止部87と第二係止部88がなす角度は214.5°であり(図18、図23参照)、コイル部86のチャージ角は72.5°となる(図18参照)。即ち、バリア付勢バネ85が自由状態にあるとき(第一係止部87と第二係止部88がなす角度が142°のとき)からコイル部86が大きく弾性変形するので、このときバリア付勢バネ85(コイル部86)は強い閉方向付勢力を発生する。そのため各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は強い力で閉位置に保持されることになる。
カメラボディCBに設けたメインスイッチ(図示略)をON操作してモータ14を正転させると、レンズ鏡筒10が沈胴位置から前方に伸張し、レンズ鏡筒10が所定位置まで前方に伸張したときに駆動部材制御突起15aから回転力を受けるバリア駆動部材78が図14、図17、図19、及び図21の時計方向に回転し始める。そしてバリア駆動部材78が図19に示す回転許容位置まで(図19の時計方向に)回転する。このときも、カム環15の駆動部材制御突起15aはバリア駆動部材78のカム環連係突起81と係合しており、各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75はバリア付勢バネ85の閉方向付勢力によって閉位置に位置し続ける。またバリア駆動部材78の回転に伴ってバネ制御カム溝83のバリア支持軸69(コイル部86)に対する相対位置が変化するので、収納時係合領域83b(のバネ制御カム面84)の中央部と係合していた係止突片88aが収納時係合領域83b(のバネ制御カム面84)の撮影時係合領域83c側の端部と係合し、かつバリア付勢バネ85がコイル部86をバリア支持軸69に対して相対回転(図20の時計方向)するものの、第一係止部87と第二係止部88のなす角度(コイル部86のチャージ角)は図18のときと同じ大きさになる(図20、図23参照)。またバリア駆動部材78の収納完了位置から回転許容位置への回転に伴って、バネ係止突起80が駆動部材付勢バネ係止用突起70に近づくので、駆動部材付勢バネ95(コイル部96)の弾性変形量が僅かに減少する。
レンズ鏡筒10がワイド端位置に移動した後に、カメラボディCBに設けたズームスイッチ(図示略)を操作することによりモータ14を正転方向に回転させると、レンズ鏡筒10は図3に示すテレ端位置まで伸張する。レンズ鏡筒10がワイド端位置とテレ端位置の間を移動する間は(伸張する場合も短縮する場合も)、バリア駆動部材78のカム環連係突起81と駆動部材制御突起15aは離間状態を維持するので、バリア駆動部材78は駆動部材付勢バネ95の付勢力によって強制開放位置に位置し続け(第一係止部87と第二係止部88がなす角度は214.5°のままであり、コイル部86のチャージ角は72.5°のまま)、各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75は開位置に位置し続ける。
さらにモータ14が逆転方向に回転し続けると、レンズ鏡筒10が沈胴位置まで移動し、バリア駆動部材78が図17に示す収納完了位置まで(図17の反時計方向に)回転する。カム環15の駆動部材制御突起15aとバリア駆動部材78のカム環連係突起81は係合状態を維持し続けるので、各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75はバリア付勢バネ85の閉方向付勢力によって閉位置に位置し続ける。このときのバリア駆動部材78の回転に伴ってバネ制御カム溝83のバリア支持軸69(コイル部86)に対する相対位置が変化するので、バリア付勢バネ85はコイル部86をバリア支持軸69に対して(図17の反時計方向に)相対回転させるものの、第一係止部87と第二係止部88のなす角度は214.5°のままであり、コイル部86のチャージ角は72.5°のままである。またバリア駆動部材78の回転に伴って、バネ係止突起80が駆動部材付勢バネ係止用突起70からさらに離れるので、駆動部材付勢バネ95(コイル部96)の弾性変形量がさらに増大する(初期状態に戻る)。
そして、第二係止部88の係止突片88aが組立領域組立領域83aと係合するときのバリア付勢バネ85の閉方向付勢力が、第二係止部88が収納時係合領域83b及び撮影時係合領域83cと係合するときの閉方向付勢力より小さくなるように、バネ制御カム面84の形状を設定している。そのためバリア付勢バネ85によって各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75を閉位置に向けて強い力で付勢可能とした場合(バリア駆動部材78が回転許容位置と強制開放位置の間に位置するときのバリア付勢バネ85の付勢力を大きくした場合)においても、バリア付勢バネ85を第一バリア羽根73とバリア駆動部材78に簡単に装着可能である。
そのため各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75が開位置に位置するときにバリア付勢バネ85の閉方向付勢力が最大となるレンズバリア機構に比べて、駆動部材付勢バネ95として付勢力が小さいものを利用できるので、駆動部材付勢バネ95を小型化できる。従って、バリア開口67を大型化しつつレンズ鏡筒10を小径化するためにバリア支持部材66の外周側部分(バリア開口67の外周側に位置する部位)を小面積化(狭幅化)した場合においても、駆動部材付勢バネ95をバリア開口67側にはみ出すことなくバリア支持部材66の外周側部分と対向させた状態で配設可能である。
さらに各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75が閉位置に位置するときにバリア付勢バネ85の付勢力を大きくすることが可能なので、閉位置に移動した各第一バリア羽根73、第二バリア羽根74、及び第三バリア羽根75によってバリア開口67を確実に閉じることが可能である。
例えば、バリア駆動部材78に設けたバネ制御カム溝83の一部にバネ制御面84を形成しているが、バリア駆動部材78に設けた溝とは異なる部位にバネ制御面84を形成してもよい(即ち、バリア駆動部材78に形成した溝の一部をバネ制御面84とする必要はない)。
また、バリア駆動部材78が上記回転許容位置と上記強制開放位置の間の一部の領域又は全領域を強制開放位置側に回転するときに、コイル部86のチャージ角(チャージ量)を減少させて、バリア駆動部材78が回転許容位置に位置するときのチャージ角(チャージ量)より強制開放位置に位置するときのチャージ角(チャージ量)を小さくしてもよい。
さらにバリア駆動部材78にバリア連係凹部82の代わりとして(被押圧突起73cと連係する)貫通孔を形成してもよい。
またバリア開口67を開閉するバリア羽根を、1枚又は6枚以外の複数枚のバリア羽根により構成してもよい。
さらに光軸方向に伸縮しないレンズ鏡筒に本発明を適用してもよい。
11 固定環
12 撮像素子
14 モータ
15 カム環
15a 駆動部材制御突起
20 1群枠(レンズ支持枠)
21 直進案内環
22 カバー環
65 レンズバリア機構
66 バリア支持部材
67 バリア開口
68 バリア支持軸
69 バリア支持軸
70 駆動部材付勢バネ係止用突起
73 第一バリア羽根
73b バネ掛け凹部
73c 被押圧突起
74 第二バリア羽根
74a 連係凹部
74b 連係突起
74c 押圧突起
75 第三バリア羽根
75a 連係突起
75b 押圧突起
78 バリア駆動部材
79 撮影光透過孔
80 バネ係止突起
81 カム環連係突起
82 バリア連係凹部
83 バネ制御カム溝
83a 組立領域
83b 収納時係合領域(開閉領域)
83c 撮影時係合領域(開閉領域)
84 バネ制御面
85 バリア付勢バネ
86 コイル部
87 第一係止部
88 第二係止部
88a 係止突片
95 駆動部材付勢バネ
96 コイル部
97 第一係止部
98 第二係止部
101 化粧部材
CB カメラボディ
L1 第1レンズ群(前端レンズ)
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
Claims (3)
- レンズ鏡筒の前端レンズの前方に位置させて固定状態で設けたバリア支持部材と、
該バリア支持部材に支持した、該バリア支持部材のバリア開口を閉じる閉位置と、該バリア開口を開く開位置との間を回転可能なバリア羽根と、
該バリア羽根を上記閉位置に向けて回転させる閉方向付勢力を発生する、捻りコイルバネからなるバリア付勢バネと、
上記バリア支持部材に回転可能に支持した、上記バリア羽根が上記閉位置に回転するのを許容する回転許容位置と、上記バリア付勢バネの上記閉方向付勢力に抗して上記バリア羽根を上記開位置に回転させる強制開放位置とに移動可能で、かつバネ制御カム面を有するバリア駆動部材と、
を備え、
上記バリア付勢バネが、上記バリア支持部材に設けたバネ支持軸に回転可能に支持したコイル部、該コイル部の一方の端部から延びかつ上記バリア羽根と係合する第一係止部、及び該コイル部の他方の端部から延びかつ上記バネ制御カム面とスライド自在に係合する第二係止部を備え、
上記バリア駆動部材が、上記回転許容位置を上記強制開放位置と反対側に超えた組立位置まで回転可能であり、
上記バネ制御カム面が、上記バリア駆動部材が上記組立位置に位置するときに上記第二係止部が係脱可能で、かつ上記バリア駆動部材が上記組立位置に位置するときに上記第二係止部が係合する組立領域と、上記バリア駆動部材が上記回転許容位置と上記強制開放位置の間を回転するときに上記第二係止部がスライド自在に係合する開閉領域と、を備え、
上記第二係止部が上記組立領域と係合するときの上記閉方向付勢力が上記第二係止部が上記開閉領域と係合するときの上記閉方向付勢力より小さくなるように、上記バネ制御カム面の形状を設定したことを特徴とするレンズ鏡筒のレンズバリア機構。 - 請求項1記載のレンズ鏡筒のレンズバリア機構において、
上記バリア支持部材と上記バリア駆動部材の間に設けた、該バリア駆動部材を上記強制開放位置に向けて回転付勢する、上記閉方向付勢力より付勢力が大きい駆動部材付勢バネを備え、
上記バリア駆動部材が上記回転許容位置側から上記強制開放位置側に回転するときに、上記第二係止部を固定した場合と比べて上記閉方向付勢力を減少させる方向に、上記バネ制御カム面が上記第二係止部を上記コイル部と一緒に上記バネ支持軸に対して相対回転させるレンズ鏡筒のレンズバリア機構。 - 請求項1または2記載のレンズ鏡筒のレンズバリア機構において、
上記強制開放位置に位置するときの上記コイル部の自由状態からのチャージ量を上記回転許容位置に位置するときの該チャージ量以下にしたレンズ鏡筒のレンズバリア機構。
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